Министерството на образованието, младежта и науката

ГЛАВА 3

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНО-ТЕОРЕТИЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ ЗА ИЗБОР НА РАЦИОНАЛЕН МЕТОД ЗА ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ НА ДЕТАЙЛИ ОТ ЗЕМЕДЕЛСКАта И АВТОТРАКТОРНАта ТЕХНИКА

При възстановяване на детайлите се използват различни методи. В някой случаи се използват класическите методи на заваряване и техните разновидности свързани с наваряването. В други случаи се използват методи и средства предназначени само за ремонтно възстановителните работи, каквото е вибродъговото наваряване, електроконтактното наваряване, индукционното наваряване и др. За възстановяването на едни и същи повърхнини е възможно прилагането на различни методи. При наличието на определена алтернативност възниква и проблемът свързан с целесъобразността от изборът на един или друг метод и критериите предопределящи неговата приложимост. Тава налага разработването на обективни критерии въз основа на които е възможно от множеството методи да бъде избран онзи от тях, който да осигури определени технико-икономически показатели на възстановените детайли съобразно структурните им характеристики. За решаването на този проблем е необходимо познаването на функционалните връзки между управляемите фактори и съответните изходни параметри, което е и предметт на настоящото изследване.

В зависимост от структурните характеристики на детайлите в много случай поради редица технически и технологични ограничения е невъзможно прилагането на един или друг метод или крайните резултати след възстановяването не отговарят на съответните изисквания. Както беше отбелязано при анализа на априорната информация, използваните критерии за избор на рационален метод за възстановяване в повечето случай са или неприложими за определена група възстановителни методи или непълни за оценяване целесъобразността от тяхното прилагане.

Техническият критерии или критерият за приложимост е свързан най-вече с изискването за добро сформиране на шева и добра отделимост на шлаковата кора и той се предопределя от редица ограничителни конструктивни и технологични фактори. За разглежданите методи тези условия се намират в непосредствена функционална връзка с размерите на детайлите и допустимата дължина на наваръчната вана. Дължината на наваръчната вана зависи от голям брой фактори, като някой от тях са независими, а други са функционално зависими. Същата може да бъде изразена като функция на:

където: L_зав e дължината на наваръчната вана; q_еф - ефективната мощност на дъгата; Т_мат - основните топлофизически характеристики на материала; Nвитки – броя нанесни витки върху наваряваната повърхнина; T_загр.-температурата на загряване; Z_нав - посоката на движение на топлинния източник.

В много литературни източници [42, 58, 123, 126, 134, 138, 151] е посочено, че ефективната мощност на дъгата може да бъде изразена като:

q = f( I, U, ), (3.2)

където: q е ефективната мощност на дъгата; I – силата на тока; U – напрежението на дъгата;  – ефективният КПД на нагряване.

Напрежението на дъгата и ефективният КПД на нагряване имат различни стойности за съответните електродъгови процеси и се движат в сравнително тесни граници.

Най-голямо влияние върху ефективната мощност на дъгата оказва големината на тока, като тя се движи в сравнително широки граници в зависимост от диапазона на изменение на технологичните параметри. Същата зависи от:

където: d_ел.м е диаметъра на електрода; V_ел - скоростта на подаване на електродния материал; Ф_ел.м – формата и размера на електродния материал.

Основните топлофизически характеристики на материала са свързани с коефициента на топлопроводност, обемната топлоемкост на материала, коефициента на температуропроводност и др. Тези характеристики за даден вид материал са константни величини, но те оказват определено влияние върху дължината на наваръчната вана.

Не на последно място е и температурата на загряване на детайла, която зависи освен от ефективната мощност на дъгата и от топлофизическите характеристики на материала. Върху нея може целенасочено да се влияе посредством избраната схема за движение на топлинния токоизточник, така също и от броят на нанесените наваръчни шевове. В литературата липсва или има не достатъчни изследвания за влиянието на гореизброените фактори върху дължината на наваръчната вана, респективно и върху качеството на сформиране на шева при разглежданите методи за съответните структурни характеристики. Ето защо и предмет на изследване в настоящия раздел е определяне на функционалната зависимост между управляемите фактори и изходните параметри (фиг. 3.1) върху сформирането на шева и определяне границите на приложимост на изследваните методи.

Ф
иг. 3.1. Кибернетичен модел на обекта на изследване